專利名稱：負(fù)載驅(qū)動設(shè)備和半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及ー種負(fù)載驅(qū)動設(shè)備，所述負(fù)載驅(qū)動設(shè)備包括用于控制負(fù)載電流供應(yīng)的開關(guān)裝置。本公開還涉及一種半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備。
背景技術(shù)：
已經(jīng)提供了ー種利用開關(guān)裝置驅(qū)動負(fù)載的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備，所述開關(guān)裝置例如是絕緣柵雙極晶體管(IGBT)和功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(功率M0SFET)。在導(dǎo)通IGBT時，如果在通往與IGBT耦合的負(fù)載的電源的線路上某處發(fā)生短路，負(fù)載驅(qū)動設(shè)備產(chǎn)生過電流，由于IGBT的溫度突然升高，IGBT被擊穿。因此，檢測短路是非常重要的。在負(fù)載驅(qū)動設(shè)備中，減小IGBT尺寸以降低IGBT成本，在結(jié)構(gòu)上減少了 IGBT裝置的短路容量。在發(fā)生短路故障時，可能向IGBT連續(xù)施加過電流，可能由于溫度突然升高導(dǎo) 致IGBT擊穿。短路容量表示從開始施加過電流到擊穿的時間(或能量)。在短路容量低時，擊穿所用的時間縮短。在檢測到短路之后保護(hù)裝置的配置中，從檢測到短路到保護(hù)裝置可能花費時間，由于低短路容量可能對裝置的保護(hù)不充分。為了解決上述問題，在IGBT導(dǎo)通時將IGBT柵極電壓箝位到箝位電壓。因此，限制了由于短路處產(chǎn)生大電流使IGBT擊穿。由于IGBT鏡像(mirror)效應(yīng)，箝位電壓需要比柵極電壓(下文稱為鏡像電壓)更高，因此設(shè)計IGBT必須考慮到鏡像電壓中的最大變化。圖23A是示出了正常運行中的IGBT操作的時序圖。圖23B是示出了短路運行時IGBT操作的時序圖。如圖23A中所示，鏡像電壓例如隨著IGBT環(huán)境而發(fā)生很大變化。將箝位電壓設(shè)置成比最大鏡像電壓更大的電壓。如果短路檢測電路執(zhí)行短路判斷并檢測到正常結(jié)果，則釋放箝位并啟用完全導(dǎo)通狀態(tài)。如圖23B所示，在短路檢測電路進(jìn)行短路判斷并檢測到短路時，維持箝位并在預(yù)定時間段之后執(zhí)行軟斷開。因此，可以限制由于短路而流動的大電流。公開了各種通過改變柵極電壓來驅(qū)動IGBT的方法。例如，JP-A-2009-71956(對應(yīng)于US 2009/0066402A1)描述了 ー種改變柵極電壓的兩級電壓驅(qū)動系統(tǒng)。JP-A-2009-11049(對應(yīng)于US 2009/0002054A1)描述了ー種改變恒流驅(qū)動電路和電壓驅(qū)動電路的恒流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。不過，因為考慮到鏡像電壓中的最大變化值設(shè)計箝位電壓，所以必須將箝位電壓設(shè)置成大值。對于短路容量而言這是不利的，因為在短路期間有電流流動。JP-A-2008-29059 提出了一種驅(qū)動 IGBT 的驅(qū)動電路。具體而言，JP-A-2008-29059中提出的驅(qū)動電路包括IGBT，IGBT的控制端子(柵極)與用于供應(yīng)第一電流的第一驅(qū)動電路、用于供應(yīng)第二電流的第二驅(qū)動電路以及用于檢測控制端子處電壓值的電壓電動機(jī)耦
ム
ロ ο根據(jù)該驅(qū)動電路，如果控制端子的電壓低于閾值電壓，則僅有第一驅(qū)動電路向IGBT控制端子供應(yīng)第一電流。如果控制端子的電壓達(dá)到閾值電壓，除第一電流之外還向控制端子供應(yīng)第二電流。在激活I(lǐng)GBT吋，驅(qū)動電路減小集電極和發(fā)射極之間電流的變化并且縮短控制端子處電壓恒定的鏡像區(qū)域的時間段。
JP-A-2008-29059還提出了ー種配置，其中在同一半導(dǎo)體模塊中設(shè)置溫度監(jiān)測器和外圍電路部件。通過監(jiān)測溫度，可以限制高溫下使用中的開關(guān)損耗。不過，在上述常規(guī)技術(shù)中，IGBT中的溫度變化改變浪涌電壓，即使在溫度監(jiān)測器檢測溫度時，在開關(guān)操作期間也可能發(fā)生浪涌電壓。在溫度變化時，可能發(fā)生過電壓并且可能破壞IGBT。一般公知的是，増大施加到IGBT控制端子的驅(qū)動電流增大控制端子電壓的導(dǎo)通轉(zhuǎn)換速率并且提高開關(guān)速度。JP-A-2001-169407(對應(yīng)于US2007/0002782)披露，在IGBT溫度和可允許浪涌擊穿電壓之間的關(guān)系中，較低溫度區(qū)域表示比較高溫度范圍更小的可允許浪涌擊穿電壓?？梢灶A(yù)先確定小的驅(qū)動電流，以便提供小的導(dǎo)通轉(zhuǎn)換速率，以防止IGBT溫度變化時有浪涌電壓。不過，減小施加到控制端子的驅(qū)動電流降低了開關(guān)速度并增大了開關(guān)損耗。已經(jīng)描述了驅(qū)動作為半導(dǎo)體開關(guān)裝置的IGBT的驅(qū)動電路。顯然地，IGBT是裝置 的范例。在其它半導(dǎo)體開關(guān)裝置中也可能發(fā)生上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本公開的目的是提供ー種能夠改進(jìn)短路容量并且能夠限制損耗增加的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備。本公開的另一目的是提供一種半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備，其能夠限制由于半導(dǎo)體開關(guān)裝置中溫度變化導(dǎo)致的浪涌電壓的發(fā)生和變化，并且能夠減少開關(guān)損耗。根據(jù)本公開第一方面的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備包括開關(guān)裝置、柵極驅(qū)動電路、箝位電路、溫度檢測電路和算木裝置。所述開關(guān)裝置控制負(fù)載的電流供應(yīng)的開關(guān)狀態(tài)。所述柵極驅(qū)動電路通過控制開關(guān)裝置的柵極電壓來導(dǎo)通開關(guān)裝置井向負(fù)載供應(yīng)電流，使得開關(guān)裝置工作在開關(guān)裝置處于不飽和區(qū)域中的完全導(dǎo)通狀態(tài)。箝位電路將所述開關(guān)裝置的柵極電壓鉗位到箝位電壓，所述箝位電壓低于完全導(dǎo)通狀態(tài)下的柵極電壓并且高于鏡像電壓。溫度檢測電路檢測開關(guān)裝置的溫度。所述算術(shù)裝置基于溫度檢測電路檢測的溫度來計算與所述鏡像電壓的變化對應(yīng)的電壓并且控制所述箝位電路中的箝位電壓，使得所述箝位電壓等于所計算 的電壓。根據(jù)第一方面的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備能夠限制損耗增加，同時改善短路容量。根據(jù)本公開第二方面的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備包括開關(guān)裝置、柵極驅(qū)動電路、箝位電路、電流檢測電路和算木裝置。所述開關(guān)裝置控制負(fù)載的電流供應(yīng)的開關(guān)狀態(tài)。所述柵極驅(qū)動電路通過控制開關(guān)裝置的柵極電壓來導(dǎo)通開關(guān)裝置并且向負(fù)載供應(yīng)電流，使得所述開關(guān)裝置工作在開關(guān)裝置處于不飽和區(qū)域中的完全導(dǎo)通狀態(tài)。所述箝位電路將所述開關(guān)裝置的柵極電壓鉗位到箝位電壓，所述箝位電壓低于完全導(dǎo)通狀態(tài)下的柵極電壓并且高于鏡像電壓。所述電流檢測電路檢測從所述開關(guān)裝置向所述負(fù)載供應(yīng)的輸出電流。所述算術(shù)裝置基于從所述開關(guān)裝置供應(yīng)并且由電流檢測電路檢測的輸出電流來計算與所述鏡像電壓的變化對應(yīng)的電壓，并且控制所述箝位電路中的箝位電壓，使得所述箝位電壓等于所計算的電壓。根據(jù)第二方面的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備能夠限制損耗增加，同時改善短路容量。根據(jù)本公開第三方面的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備包括開關(guān)裝置、柵極驅(qū)動電路、箝位電路、鏡像電壓檢測電路和算木裝置。所述開關(guān)裝置控制負(fù)載的電流供應(yīng)的開關(guān)狀態(tài)。所述柵極驅(qū)動電路通過控制所述開關(guān)裝置的柵極電壓來導(dǎo)通開關(guān)裝置并且向所述負(fù)載供應(yīng)電流，使得開關(guān)裝置工作在開關(guān)裝置處于不飽和區(qū)域中的完全導(dǎo)通狀態(tài)。所述箝位電路將所述開關(guān)裝置的柵極電壓鉗位到箝位電壓，所述箝位電壓低于完全導(dǎo)通狀態(tài)下的柵極電壓并且高于鏡像電壓。所述鏡像電壓檢測電路通過檢測施加到所述負(fù)載的開關(guān)裝置的柵極電壓來檢測鏡像電壓。所述算術(shù)裝置基于所述鏡像電壓檢測電路檢測的鏡像電壓來計算與所述鏡像電壓的變化對應(yīng)的電壓，并且控制所述箝位電路中的箝位電壓，使得所述箝位電壓等于所計算的電壓。根據(jù)第三方面的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備能夠限制損耗的増加，同時改善短路容量。根據(jù)本公開第四方面的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備包括開關(guān)裝置、柵極驅(qū)動電路、箝位電路、開關(guān)、恒流源、電壓檢測電路和算木裝置。所述開關(guān)裝置包括第一電極和第二電極，在控制柵極電壓時，控制通往負(fù)載的電流供應(yīng)線的開關(guān)狀態(tài)，所述第一電極耦合到所述電流供應(yīng)線的電源側(cè)，所述第二電極耦合到所述電流供應(yīng)線的基準(zhǔn)點側(cè)。所述柵極驅(qū)動電路通過控制所述開關(guān)裝置的柵極電壓來導(dǎo)通所述開關(guān)裝置并且向負(fù)載供應(yīng)電流，使得所述開關(guān)裝置エ作在開關(guān)裝置處于不飽和區(qū)域中的完全導(dǎo)通狀態(tài)。所述箝位電路將所述開關(guān)裝置的柵極電壓鉗位到箝位電壓，所述箝位電壓低于完全導(dǎo)通狀態(tài)下的柵極電壓并且高于鏡像電壓。所 述開關(guān)在所述開關(guān)裝置的柵極和集電極之間造成短路。所述恒流源產(chǎn)生恒定電流以便以恒定電流驅(qū)動所述開關(guān)裝置。所述電壓檢測電路利用所述開關(guān)在所述開關(guān)裝置的柵極和集電極之間造成短路，以所述恒流源產(chǎn)生的恒定電流驅(qū)動所述開關(guān)裝置，并且檢測所述柵極和開關(guān)裝置的第二電極之間的電壓。所述算術(shù)裝置基于所述電壓檢測電路檢測的柵極和第二電極之間的電壓學(xué)習(xí)柵極閾值電壓變化和電流放大系數(shù)變化中的至少ー個，基于學(xué)習(xí)結(jié)果計算與鏡像電壓變化對應(yīng)的電壓并控制所述箝位電路中的箝位電壓，使得所述箝位電壓等于所計算的電壓。根據(jù)第四方面的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備能夠限制損耗増大，同時改善短路容量。根據(jù)本公開第五方面的半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備包括半導(dǎo)體開關(guān)裝置、驅(qū)動部分、控制部分和溫度檢測部分。所述半導(dǎo)體開關(guān)裝置包括控制端子。所述驅(qū)動部分向所述半導(dǎo)體開關(guān)裝置的控制端子供應(yīng)驅(qū)動電流。配置所述驅(qū)動部分，利用驅(qū)動電流大小的増加來縮短所述半導(dǎo)體開關(guān)裝置導(dǎo)通之前所過去的時間。所述控制部分通過允許或不允許從所述驅(qū)動部分向所述控制端子供應(yīng)驅(qū)動電流控制所述半導(dǎo)體開關(guān)裝置的開關(guān)狀態(tài)。所述溫度檢測部分檢測所述半導(dǎo)體開關(guān)裝置的裝置溫度和所述半導(dǎo)體開關(guān)裝置的環(huán)境溫度之一。所述驅(qū)動部分根據(jù)所述溫度檢測部分檢測的裝置溫度和環(huán)境溫度之一改變供應(yīng)給所述控制端子的驅(qū)動電流大小。根據(jù)第五方面的半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備能夠限制由于所述半導(dǎo)體開關(guān)裝置中溫度變化導(dǎo)致的浪涌電壓的發(fā)生和變化并且能夠減少開關(guān)損耗。


在結(jié)合附圖考慮時，從以下詳細(xì)描述，本公開的其它目的和優(yōu)點將更顯而易見。在附圖中圖I是示出了根據(jù)本公開第一實施例的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備的電路圖；圖2A是示出了將柵極驅(qū)動電路配置為兩級電壓驅(qū)動系統(tǒng)的情況下柵極驅(qū)動電路的電路圖，圖2B是示出了柵極驅(qū)動電路被配置為恒流系統(tǒng)的情況下的柵極驅(qū)動電路的電路圖；圖3是示出了根據(jù)第一實施例的箝位電路范例的電路圖；圖4是根據(jù)本公開第二實施例的箝位電路的電路圖；圖5是示出了根據(jù)本公開第三實施例的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備的電路圖；圖6是示出了根據(jù)本公開第四實施例的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備的電路圖；圖7是示出了根據(jù)本公開第五實施例的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備的電路圖；圖8是示出了根據(jù)本公開第六實施例的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備的電路圖；
圖9是示出了根據(jù)第六實施例的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備操作的時序圖；圖10是示出了根據(jù)本公開第七實施例的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備的電路圖；圖11是示出了根據(jù)本公開第八實施例的半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備的示意圖；圖12是示出了將溫度敏感ニ極管用作溫度檢測部分的情況下的半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備的示意圖；圖13是示出了圖I所示半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備的電路圖；圖14是示出了根據(jù)第八實施例的半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備溫度和驅(qū)動電流之間關(guān)系的曲線圖；圖15是示出了根據(jù)第八實施例的半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備操作的時序圖；圖16是示出了根據(jù)本公開第九實施例的半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備的電路圖；圖17是示出了根據(jù)本公開第十實施例的半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備的電路圖；圖18是示出了根據(jù)本公開第十一實施例的半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備的電路圖；圖19是示出了根據(jù)第十一實施例的半導(dǎo)體開關(guān)裝置溫度和驅(qū)動電流之間關(guān)系的曲線圖；圖20是示出了根據(jù)本公開第十二實施例的半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備的電路圖；圖21是示出了根據(jù)第十二實施例的半導(dǎo)體開關(guān)裝置溫度和驅(qū)動電流之間關(guān)系的曲線圖；以及圖22是示出了根據(jù)本公開第十三實施例的半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備的示意圖；以及圖23A是示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的正常運行中的IGBT操作的時序圖，圖23B是示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)短路運行中的IGBT操作的時序圖。
具體實施例方式將參考附圖更詳細(xì)地描述本公開的實施例。在所有附圖中，由相同的附圖標(biāo)記或符號指示超過ー個實施例中的同樣或等價元件。(第一實施例)將參考例如圖I描述根據(jù)本公開第一實施例的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備。圖I所示的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備包括作為開關(guān)裝置的IGBT I、柵極驅(qū)動電路2、箝位電路3、溫度檢測電路4以及算木裝置5. IGBT I與負(fù)載(未示出)耦合。負(fù)載驅(qū)動設(shè)備能夠通過導(dǎo)通IGBT向負(fù)載供電。柵極驅(qū)動電路2驅(qū)動IGBT I。IGBT I的集電極耦合到電源。IGBT I的發(fā)射極用作預(yù)定電勢的參考點。負(fù)載與IGBT I的集電極或發(fā)射極耦合。負(fù)載可以是根據(jù)電源的開關(guān)狀態(tài)而被驅(qū)動的任何設(shè)備。例如，在逆變器包括多個IGBT I時，可以將三相電動機(jī)用作負(fù)載。在這種情況下，可以將圖I中所示的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備用作針對三相的每ー相的上臂和下臂。如果圖I中所示的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備被用作上臂，將IGBT I的集電極耦合到電源，將發(fā)射極耦合到三相電動機(jī)。如果圖I中所示的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備被用作下臂，將IGBTl的集電極耦合到三相電動機(jī)，將發(fā)射極耦合到地。形成IGBT I的芯片包括溫度敏感ニ極管(TSD) Ia作為溫度檢測部分。溫度敏感ニ極管Ia根據(jù)IGBT I的溫度產(chǎn)生輸出信號，由此能夠檢測IGBT I的溫度。例如，溫度敏感ニ極管Ia包括多個串聯(lián)耦合的ニ極管。產(chǎn)生溫度敏感ニ極管Ia和溫度檢測電阻器(未示出)之間的電勢作為與IGBT I溫度對應(yīng)的輸出電勢。輸出電勢隨著ニ極管正向電壓Vf的溫度特性而改變。于是，可以將輸出電勢用作溫度信息來檢測IGBT I的溫度。柵極驅(qū)動電路2導(dǎo)通IGBT I以控制向負(fù)載供電。具體而言，柵極驅(qū)動電路2從諸 如微型計算機(jī)(未示出)的控制部分接收到IN信號，作為驅(qū)動IGBT I的控制信號。柵極驅(qū)動電路2基于IN信號控制IGBT 1，由此控制到負(fù)載的電流供應(yīng)?？梢詫艠O驅(qū)動電路2配置為以下系統(tǒng)中的任ー個。ー種是兩級電壓驅(qū)動系統(tǒng)，其將柵極電壓變?yōu)轶槲浑妷阂约澳軌驅(qū)崿F(xiàn)完全導(dǎo)通狀態(tài)的更大電壓。另ー種是恒流系統(tǒng)，使用恒流驅(qū)動電路保持向柵極供應(yīng)恒定電流。圖2A是示出了在將柵極驅(qū)動電路2配置為兩級電壓驅(qū)動系統(tǒng)的情況下的柵極驅(qū)動電路2的電路圖。柵極驅(qū)動電路2包括導(dǎo)通電路和截止電路。導(dǎo)通電路包括串聯(lián)耦合的開關(guān)21a和電阻器22a。截止電路包括串聯(lián)耦合的開關(guān)21b和電阻器22b。來自微型計算機(jī)的IN信號控制開關(guān)21a和21b的開關(guān)狀態(tài)。為了導(dǎo)通IGBT 1，經(jīng)由導(dǎo)通電路向IGBT I的柵極施加?xùn)艠O電壓VG。為了截止IGBT 1，經(jīng)由截止電路將IGBT I的柵極耦合到地。圖2B是示出了在將柵極驅(qū)動電路2配置為恒流系統(tǒng)的情況下的柵極驅(qū)動電路2的電路圖。柵極驅(qū)動電路2包括導(dǎo)通電路和截止電路。導(dǎo)通電路包括串聯(lián)耦合的恒流源23和電阻器24。截止電路包括串聯(lián)耦合的開關(guān)25和電阻器26。為了導(dǎo)通IGBT 1，導(dǎo)通電路的恒流源23基于來自微型計算機(jī)的IN信號產(chǎn)生恒定電流。向IGBT I的柵極供應(yīng)恒定電流。為了截止IGBTl，經(jīng)由截止電路將IGBT I的柵極耦合到地?？梢詫艠O驅(qū)動電路2配置為兩級電壓驅(qū)動系統(tǒng)或恒流系統(tǒng)。圖2B例示了截止電路包括開關(guān)25和電阻器26的恒流系統(tǒng)配置。類似于導(dǎo)通電路，可以將截止電路配置為恒流源和電阻器的組合。在IGBT I從截止?fàn)顟B(tài)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)時，箝位電路3暫時將IGBT I的柵極電壓鉗位到箝位電壓。根據(jù)本實施例的箝位電路3能夠根據(jù)鏡像電壓的變化改變箝位電壓?；谒隳狙b置5的控制電壓控制來控制箝位電路3用于鉗位所用的箝位電壓。圖3所示的箝位電路3僅具有電流下拉(sink)能力，并且包括運算放大器31、基準(zhǔn)電壓電路32和MOSFET 33。如圖3所示，運算放大器31的反相輸入端子耦合在IGBT I的柵極和MOSFET的漏極之間。運算放大器31的非反相輸入端子耦合到基準(zhǔn)電壓電路32。運算放大器31的輸出端子耦合到MOSFET 33的柵極。在由算木裝置5的控制電壓控制調(diào)節(jié)從基準(zhǔn)電壓電路32產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓Vref時，調(diào)節(jié)運算放大器31的輸出端子的輸出，使得IGBT I的柵極電壓接近基準(zhǔn)電壓Vref，并控制從MOSFET 33流動的電流。具體而言，在柵極電壓低于基準(zhǔn)電壓Vref吋，MOSFET 33截止。在柵極電壓達(dá)到基準(zhǔn)電壓Vref時，MOSFET 33開始基于來自運算放大器31的輸出信號工作。調(diào)節(jié)運算放大器31的輸出信號，使得柵極電壓依從基準(zhǔn)電壓Vref。因此，可以將IGBT I的柵極電壓箝位到相當(dāng)于基準(zhǔn)電壓Vref的箝位電壓。溫度檢測電路4基于例如來自溫度敏感ニ極管Ia的溫度信息或上述溫度敏感ニ極管Ia和溫度檢測電阻器之間的輸出電勢檢測IGBT I的溫度。溫度檢測電路4向算木裝置5發(fā)送檢測結(jié)果。算木裝置5通過計算用于調(diào)節(jié)箝位電路3的箝位電壓并執(zhí)行控制電壓控制的控制電壓來調(diào)節(jié)與溫度檢測電路4的檢測結(jié)果對應(yīng)的箝位電壓。鏡像電壓隨著IGBT I的溫度變化?？梢詮腎GBT I的溫度估計鏡像電壓變化。根據(jù)鏡像電壓的變化調(diào)節(jié)箝位電壓。具體而言，基于以下方程(I)計算鏡像電壓。Vmirror = Vth+ V (lc/gm). . (I) 在方程(I)中,Vmirror表示鏡像電壓,Vth表示IGBT I的柵極閾值電壓,gm表示電流放大系數(shù)，Ic表示IGBT I的輸出電流。在方程(I)中，柵極閾值電壓Vth和電流放大系數(shù)gm隨著溫度變化。鏡像電壓Vmirror還隨著取決于溫度的柵極閾值電壓Vth和電流放大系數(shù)gm變化。因此，可以基于檢測的IGBT I的溫度估計鏡像電壓Vmirror的變化。執(zhí)行控制電壓控制，從而根據(jù)鏡像電壓Vmiiror的變化計算箝位電壓?？梢詫Ⅲ槲浑妷簻p小到與所檢測溫度下的鏡像電壓Vmirror對應(yīng)的值。上述配置提供了根據(jù)本實施例具有短路保護(hù)功能的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備。根據(jù)本實施例的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備計算每次驅(qū)動IGBT I時的箝位電壓。溫度檢測電路4基于溫度信息檢測IGBT I的溫度。基于檢測到的溫度，算木裝置5計算與鏡像電壓Vmirror的變化對應(yīng)的箝位電壓。執(zhí)行控制電壓控制，以便確保算術(shù)裝置5計算的箝位電壓。因此，可以將箝位電路3調(diào)節(jié)的箝位電壓控制在與鏡像電壓Vmiiror的變化對應(yīng)的低電壓。如上所述檢測IGBT I的溫度。然后，基于檢測的溫度，根據(jù)鏡像電壓Vmiiror的變化計算箝位電壓。因此，可以將箝位電壓減小到與所檢測溫度下的鏡像電壓Vmirror對應(yīng)的值。可以考慮鏡像電壓Vmirror的最大變化,亦即，考慮包括所有環(huán)境變化的最大值設(shè)計箝位電壓。因此，可以改善短路容量，同時限制IGBT I在鉗位期間增大損耗。IGBT I實際設(shè)置有感測端子，圖I中未示出。電流經(jīng)過感測端子流經(jīng)IGBT I的主単元，并以預(yù)定速率減小以產(chǎn)生感測電流?；诟袦y電流，算木裝置5檢測斷開或過電流狀態(tài)。斷開狀態(tài)禁止電流流動。過電流狀態(tài)允許過剩電流流動。此外，算木裝置5基于來自溫度檢測電路4的溫度信息檢測IGBT I的過熱狀態(tài)。在過熱狀態(tài)下在高溫下加熱IGBT I。如果未檢測到斷開、過電流或過熱狀態(tài)，算木裝置5在預(yù)定時間輸出解除箝位信號并允許箝位電路3解除IGBT I柵極的鉗位。IGBT I的柵極電壓一直増大到完全導(dǎo)通狀態(tài)。IGBTI工作在完全不飽和狀態(tài)以向負(fù)載供應(yīng)電流。(第二實施例)將描述根據(jù)本公開第二實施例的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備。本實施例修改了根據(jù)第一實施例的箝位電路3的配置。根據(jù)本實施例的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備的其它特征類似于根據(jù)第一實施例的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備的特征。于是，將僅描述與第一實施例的差異。
如圖4所示，根據(jù)本實施例的箝位電路3僅有電流下拉能力，包括沿正向耦合的ニ極管34、沿反向耦合的齊納ニ極管35以及分別與ニ極管34和齊納ニ極管35并聯(lián)耦合的開關(guān)36和37。算木裝置5的控制電壓控制導(dǎo)通或斷開開關(guān)36和37以能夠通過ニ極管34的正向電壓Vf和齊納ニ極管35的齊納擊穿電壓的組合調(diào)節(jié)箝位電壓。例如，斷開開關(guān)36并導(dǎo)通開關(guān)37使得能夠通過ニ極管34的正向電壓Vf調(diào)節(jié)箝位電壓。導(dǎo)通開關(guān)36并斷開開關(guān)37使得能夠通過齊納ニ極管35的齊納擊穿電壓調(diào)節(jié)箝位電壓。斷開開關(guān)36和開關(guān)37使得能夠通過ニ極管34的正向電壓Vf和齊納ニ極管35的齊納擊穿電壓之和調(diào)節(jié)箝位電壓。ニ極管34和齊納ニ極管35用于在根據(jù)開關(guān)36和37的選擇到達(dá)ニ極管34的正向電壓Vf和齊納ニ極管35的齊納電壓時對柵極電壓進(jìn)行鉗位。為了禁用箝位，斷開開關(guān)36和37，并且將箝位電壓増大至高于實際工作電壓，使得不再工作。圖4示出了一個ニ極管34和一個齊納ニ極管35。此外，可以耦合多個ニ極管34和多個齊納ニ極管35。可以利用ニ極管34的正向電壓Vf之和或齊納ニ極管35的齊納擊穿電壓之和調(diào)節(jié)箝位電壓。ニ極管34、齊納ニ極管35和開關(guān)36和37可以通過這種方式配置箝位電路3。具有上述配置的箝位電路3能夠提供類似于第一實施例的效果。(第三實施例)將描述根據(jù)本公開第三實施例的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備。本實施例修改了根據(jù)第一實施例的溫度檢測技術(shù)。根據(jù)本實施例的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備的其它特征類似于根據(jù)第一實施例的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備的特征。于是，將僅描述與第一實施例的差異。如圖5所示，提供冷卻器6用于對諸如IGBT I的開關(guān)裝置散熱并從IGBTl釋放熱量，以防止IGBT I過熱。冷卻器6包括溫度傳感器6a?？梢詫碜詼囟葌鞲衅?a的檢測信號用作用于溫度檢測電路4的溫度信息以檢測IGBT I的溫度。為冷卻器6提供溫度傳感器6a，可以間接檢測IGBT I的溫度?？梢詫⒗鋮s器6提供為水冷型或氣冷型。對于水冷型，溫度傳感器6a可以檢測水溫。對于氣冷型，溫度傳感器6a可以檢測空氣溫度。亦即，溫度傳感器6a可以檢測用于冷卻的冷卻介質(zhì)的溫度。(第四實施例) 將描述根據(jù)本公開第四實施例的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備。根據(jù)本實施例的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備檢測來自IGBT I的輸出電流，由此計算鏡像電壓Vmirror的變化而不是根據(jù)第一實施例的溫度檢測，根據(jù)本實施例的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備的其它特征類似于根據(jù)第一實施例的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備的特征。于是，將僅描述與第一實施例的差異。如圖6所示，IGBT I包括主単元和感測單元。在主単元中，有輸出電流流動，用于向負(fù)載供電。在感測單元中，有感測電流流動，感測電流是從以預(yù)定速率減小輸出電流而流經(jīng)主單元的輸出電流產(chǎn)生的。如圖6所示，提供電流檢測電路7以基于從感測端子流動的感測電流來檢測電流。具體而言，為電流檢測電路7供應(yīng)電流信息，亦即，感測端子和耦合到感測端子的感測電阻器8之間的電勢，由此檢測流經(jīng)IGBT I的主単元的輸出電流。如方程(I)中表示的，鏡像電壓Vmirror取決于來自IGBT I的輸出電流以及IGBTI的溫度。檢測來自IGBT I的輸出能夠確定與針對輸出電流的鏡像電壓Vmirror變化對應(yīng)的箝位電壓并保持低箝位電壓。因此,檢測來自IGBT I的輸出還能夠提供根據(jù)第一實施例的效果。(第五實施例)將描述根據(jù)本公開第五實施例的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備。根據(jù)本實施例的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備還如第四實施例中所述通過檢測來自IGBT I的輸出電流計算鏡像電壓Vmirror的變化。如圖7所示，提供電流檢測部分9以產(chǎn)生電流信息，亦即，與來自IGBTl的輸出電流對應(yīng)的輸出。為電流檢測電路7供應(yīng)來自電流檢測部分9的輸出作為溫度信息。因此，電流檢測電路7檢測流經(jīng)IGBT I的主單元的輸出電流。例如,可以將霍爾器件用作電流檢測部分9。輸出電流流經(jīng)耦合到IGBT I的發(fā)射極或集電極的電流供應(yīng)線并產(chǎn)生磁場?；魻柶骷a(chǎn)生的磁場轉(zhuǎn)換成電信號并輸出電信號。電流檢測部分9能夠直接檢測來自IGBT I的輸出電流。像第四實施例那樣，第五實施例能夠提供第一實施例中描述的效果。 (第六實施例)將描述根據(jù)本公開第六實施例的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備。根據(jù)本實施例的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備檢測鏡像電壓Vmirror,由此計算鏡像電壓Vmirror的變化而不是根據(jù)第一實施例的溫度檢測或根據(jù)第四實施例檢測來自IGBT I的輸出電流。根據(jù)本實施例的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備的其它特征類似于根據(jù)第一實施例的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備的特征。于是，將僅描述與第一實施例的差異。如圖8所示，提供鏡像電壓檢測部分10以檢測IGBT I的柵極電壓。鏡像電壓檢測部分10直接檢測柵極電壓作為鏡像電壓。例如，鏡像電壓檢測部分10始終檢測IGBT I的柵極電壓。鏡像電壓檢測部分10通知算木裝置5與柵極電壓對應(yīng)的值，算木裝置5保存該值。算木裝置5保存鏡像電壓Vmiiror的值，該值在圖9所示的時段Tx期間生效。算木裝置5計算與鏡像電壓Vmirror對應(yīng)的箝位電壓?？刂齐妷嚎刂谱罱K調(diào)節(jié)箝位電壓?？梢砸陨鲜龇绞街苯訖z測鏡像電壓Vmiiror。因此，根據(jù)本實施例的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備還可以提供第一實施例中所述的效果。此外，可以如下檢測鏡像電壓Vmirror。鏡像電壓在鏡像周期內(nèi)生效。通常情況下，鏡像周期短，以便減少開關(guān)損耗?？梢栽谀菚r檢測柵極電壓以在IN信號之后過去預(yù)定時間之后開始鏡像時段?？梢詸z測柵極電壓作為鏡像電壓Vmiiror。柵極電壓可以基于預(yù)定流程根據(jù)IGBT I的柵極容量升高?？梢约僭O(shè)從柵極電壓超過閾值過去預(yù)定時間之后Vmirror生效?？梢栽谀菚r檢測柵極電壓并可以假設(shè)為鏡像電壓Vmirror。(第七實施例)將描述根據(jù)本公開第七實施例的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備。根據(jù)第一到第六實施例的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備檢測由于IGBT I的環(huán)境變化導(dǎo)致的鏡像電壓Vmirror變化。另ー方面，根據(jù)本實施例的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備ー開始學(xué)習(xí)在啟動時用于IGBTl的柵極閾值電壓Vth,并學(xué)習(xí)由于IGBTI制造變化導(dǎo)致的柵極閾值電壓Vth變化造成的鏡像電壓Vmirror變化。如圖10所示，負(fù)載驅(qū)動設(shè)備包括恒流源11、開關(guān)12和電壓檢測電路13。恒流源11向IGBT I的柵極和集電極供應(yīng)恒定電流。開關(guān)12導(dǎo)通或斷開供應(yīng)給集電極的恒定電流。電壓檢測電路13檢測柵極閾值電壓Vth。為了根據(jù)這種配置進(jìn)行初始學(xué)習(xí)，初始學(xué)習(xí)信號導(dǎo)通開關(guān)12以使柵極和集電極之間短路。此外，初始學(xué)習(xí)信號允許恒流源11產(chǎn)生恒定電流。結(jié)果，恒定電流能夠驅(qū)動IGBT I?？梢詸z測針對IGBT I的柵極閾值電壓Vth，同時電壓檢測電路13檢測柵極和發(fā)射極之間的電壓或集電極和發(fā)射極之間的電壓。向算木裝置5供應(yīng)初始學(xué)習(xí)信號，向算木裝置5通知初始學(xué)習(xí)條件。算木裝置5發(fā)現(xiàn)柵極閾值電壓Vth與電壓檢測電路13中檢測的柵極閾值電壓Vth的差異并且學(xué)習(xí)(存儲)該差異。算木裝置5使用柵極閾值電壓Vth的變化以基于上述方程(I)計算鏡像電壓Vmirror0算術(shù)裝置5計算與計算的鏡像電壓Vmirror對應(yīng)的箝位電壓。算術(shù)裝置5的柵極閾值電壓Vth變化可能相當(dāng)于鏡像電壓Vmirror的變化或箝位電壓或控制電壓控制的控制量(用于圖3所示基準(zhǔn)電壓電路32的基準(zhǔn)電壓Vref或圖4中所示的開關(guān)36和17的開關(guān)狀態(tài))。在驅(qū)動IGBT I向負(fù)載供應(yīng)電流時，算木裝置5基于學(xué)習(xí)結(jié)果確定箝位電壓。算木裝置5能夠ー開始學(xué)習(xí)柵極閾值電壓Vth并且能夠基于學(xué)習(xí)結(jié)果確定箝位電壓。因此，根據(jù)本實施例的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備提供類似于第一實施例的效果。如果算術(shù)裝置5在初始學(xué)習(xí)時改變恒定電流值，測量那時柵極和發(fā)射極之間的電壓以及柵極閾值電壓Vth，并計算電流放大系數(shù)gm，類似的效果也是有的。
假設(shè)在驅(qū)動IGBT I之前執(zhí)行初始學(xué)習(xí)。除了這種情況之外，算木裝置5可以在對半導(dǎo)體器件模塊化時，亦即，在半導(dǎo)體器件制造階段中一次性學(xué)習(xí)柵極閾值電壓Vth，并可以在存儲器等中存儲學(xué)些結(jié)果。上述第一到第七實施例使用IGBT I作為開關(guān)裝置的范例。開關(guān)裝置還可以包括半導(dǎo)體開關(guān)裝置，例如功率MOSFET以及IGBT I。在這種情況下，根據(jù)第七實施例的學(xué)習(xí)僅需要檢測柵極和源極之間的電壓。換言之，開關(guān)裝置的第一電極(集電極或漏電極)耦合到通往負(fù)載的電流供應(yīng)線的電源側(cè)，開關(guān)裝置的第二電極(發(fā)射極或源電極)耦合到基準(zhǔn)點側(cè)。開關(guān)裝置通過控制柵極電壓來控制電流供應(yīng)線的開關(guān)狀態(tài)?？梢酝ㄟ^檢測柵極和第ニ電極之間的電壓來進(jìn)行學(xué)習(xí)。提供柵極驅(qū)動電路2和箝位電路3作為電路范例。如果電路配置確保了類似操作，也可以有其它電路配置。在根據(jù)第七實施例的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備中，恒流源11設(shè)置于IGBTI的集電極側(cè)。恒流源11也可以設(shè)置于發(fā)射極側(cè)。(第八實施例)將描述根據(jù)本公開第八實施例的半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備。根據(jù)本實施例的半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備使用恒定電流驅(qū)動諸如IGBT和功率MOSFET的半導(dǎo)體開關(guān)裝置。如圖11所示，該半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備包括半導(dǎo)體開關(guān)裝置110、溫度檢測部分120、信號發(fā)生部分130和驅(qū)動部分140。半導(dǎo)體開關(guān)裝置110驅(qū)動負(fù)載(未示出)。在本實施例中，采用N溝道型IGBT I作為半導(dǎo)體開關(guān)裝置110。半導(dǎo)體開關(guān)裝置110包括控制端子111作為柵扱。控制端子111耦合到驅(qū)動部分140。負(fù)載(未示出)耦合到半導(dǎo)體開關(guān)裝置110的源極側(cè)或漏極側(cè)。向控制端子111施加驅(qū)動電流i，由此驅(qū)動半導(dǎo)體開關(guān)裝置110。溫度檢測部分120檢測半導(dǎo)體開關(guān)裝置110的裝置溫度或半導(dǎo)體開關(guān)裝置110的環(huán)境溫度。如圖12所示，在本實施例中，采用半導(dǎo)體開關(guān)裝置110中包括的溫度敏感裝置(TSD)作為溫度檢測部分120。可以為諸如IGBT的功率裝置提供溫度敏感裝置，其檢測裝置的工作溫度。溫度敏感裝置包括例如形成于IGBT絕緣層上的ニ極管。在溫度檢測部分120包括溫度敏感裝置的情況下，在IGBT I的工作溫度包括時，ニ極管的輸出(正向電壓)減小。
溫度檢測部分120向信號發(fā)生部分130輸出與溫度對應(yīng)的電壓作為檢測結(jié)果(溫度信息Va)。在本實施例中，在半導(dǎo)體開關(guān)裝置110的溫度升高時，溫度信息Va的值也增大。信號發(fā)生部分130從溫度檢測部分120接收檢測結(jié)果?；跈z測結(jié)果，信號發(fā)生部分130產(chǎn)生并且輸出電流控制信號，電流控制信號改變施加到半導(dǎo)體開關(guān)裝置110的控制端子111的驅(qū)動電流。驅(qū)動部分140產(chǎn)生施加到半導(dǎo)體開關(guān)裝置110的控制端子111的驅(qū)動電流i并向控制端子111施加驅(qū)動電流i以驅(qū)動半導(dǎo)體開關(guān)裝置110。驅(qū)動部分140的能力或開關(guān)速度取決于驅(qū)動電流i。到半導(dǎo)體開關(guān)裝置110導(dǎo)通之前需要導(dǎo)通時間。増大驅(qū)動電流縮短了導(dǎo)通時間。縮短導(dǎo)通時間提高了開關(guān)速度。已經(jīng)描述了半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備的概要。下文參考圖13描述半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備的具體電路配置。 如圖12所示，溫度檢測部分120被配置為溫度敏感裝置并包括在半導(dǎo)體開關(guān)裝置110 中。信號發(fā)生部分130包括比較器131a、參考電壓源131b和與門電路131c。比較器131a比較來自溫度檢測部分120的檢測結(jié)果(溫度信息Va)和針對檢測設(shè)置的溫度閾值，并且將比較結(jié)果作為比較信號S輸出?；鶞?zhǔn)電壓源131b產(chǎn)生用作溫度閾值的基準(zhǔn)電壓。為比較器131a的非反相輸入端子(+)供應(yīng)與來自溫度檢測部分120的溫度對應(yīng)的電壓。為比較器131a的反相輸入端子(_)供應(yīng)基準(zhǔn)電壓作為溫度閾值。如果Va超過溫度閾值，比較器131a輸出高電平比較信號。如果Va小于溫度閾值，比較器131a輸出低電平比較信號。如果驅(qū)動信號和比較信號都高，與門電路131c輸出高電平電流控制信號。如果驅(qū)動信號和比較信號之ー是低的，與門電路131c輸出低電平電流控制信號。驅(qū)動部分140包括可變恒流電路141、第一轉(zhuǎn)換開關(guān)142a和第二轉(zhuǎn)換開關(guān)142b?？勺兒懔麟娐?41包括第一電阻器143 (圖13中的Rl)、第二電阻器144 (圖13中的R2)、運算放大器145、開關(guān)裝置146和恒流源147。第一電阻器143用于感測并且被供應(yīng)有與流向半導(dǎo)體開關(guān)裝置110的控制端子111的驅(qū)動電流i對應(yīng)的電流。第一電阻器143的一端耦合到電源160 (圖13中的VB)，第一電阻器143的另一端耦合到開關(guān)裝置146。第二電阻器144的一端耦合到電源160，第二電阻器144的另一端耦合到恒流源147。運算放大器145基于第二電阻器144另一端處的電壓反饋控制流向第一電阻器143的電流，由此調(diào)節(jié)供應(yīng)給半導(dǎo)體開關(guān)裝置110控制端子111的驅(qū)動電流i的大小。運算放大器145的非反相輸入端子(+)耦合到第二電阻器144的另一端和恒流源147之間的連接點。結(jié)果，為運算放大器145的非反相輸入端子供應(yīng)與第二電阻器144的另一端對應(yīng)的第一電壓。在VB表不電源160的電壓時，Ia表不流到第二電阻器144的電流，R2表示第二電阻器144的電阻值，第一電壓對應(yīng)于從電源電壓減去基準(zhǔn)電壓獲得的電壓(VB-IaXR2)。運算放大器145的反相輸入端子(_)耦合到第一電阻器143的另一端。結(jié)果，為運算放大器145的反相輸入端子供應(yīng)與第一電阻器143的另一端對應(yīng)的第二電壓。在i表不流向第一電阻器143的電流時，Rl表不第一電阻器143的電阻值，第二電壓對應(yīng)于從電源電壓減去第一電阻器143的電壓降獲得的電壓(VB-iXRl)。開關(guān)裝置146是由運算放大器145的輸出驅(qū)動的半導(dǎo)體裝置。在本實施例中，采用P溝道型MOSFET作為開關(guān)裝置146。開關(guān)裝置146的柵極耦合到運算放大器145的輸出端子，開關(guān)裝置146的源極耦合到第一電阻器143的另一端。開關(guān)裝置146的漏極耦合到半導(dǎo)體開關(guān)裝置110的控制端子111。恒流源147能夠改變流向第二電阻器144的基準(zhǔn)電流Ia的量并且耦合在第二電阻器144的另一端和地之間。恒流源147包括第一恒流源148、第二恒流源149a和開關(guān)149b ο第二恒流源149a經(jīng)由開關(guān)149耦合到第二電阻器144的另一端。第一恒流源148直接耦合到第二電阻器144的另一端。開關(guān)14%根據(jù)從信號發(fā)生部分130供應(yīng)的電流控制信號導(dǎo)通或斷開。在本實施例中，高電平電流控制信號導(dǎo)通開關(guān)14%，低電平電流控制信號斷開開關(guān)149b。 第一恒流源148和第二恒流源149a可以具有相同或不相同的電流能力。根據(jù)設(shè)計可以為恒流源148和149a提供電流能力，該設(shè)計指定開關(guān)149b導(dǎo)通或斷開時向第二電阻器144供應(yīng)的電流大小。在電流控制信號導(dǎo)通開關(guān)149b時，第二電阻器144中流動第一電流值的電流。第一電流值是流向第二恒流源149a的電流和流向第一恒流源148的電流之和。另ー方面，在電流控制信號斷開開關(guān)149b時，從電源160和地之間去耦流向第二恒流源149a的電流。于是，第二電阻器144中僅有向第一恒流源148供應(yīng)的電流流動。向流向第一恒流源148的電流分配第二電流值。在斷開開關(guān)149b時，第二電流值的電流小于第二電阻器144中流動的第一電流值。換言之，如果來自溫度檢測部分120的檢測結(jié)果表明超過溫度閾值的高溫，恒流源147供應(yīng)第一電流值的電流。另ー方面，如果來自溫度檢測部分120的檢測結(jié)果表明低于溫度閾值的溫度，恒流源147供應(yīng)小于第一電流值的第二電流值。已經(jīng)描述了可變恒流電路141的配置。第一轉(zhuǎn)換開關(guān)142a和第二轉(zhuǎn)換開關(guān)142b通過根據(jù)驅(qū)動信號允許或不允許驅(qū)動部分140向控制端子111供應(yīng)驅(qū)動電流I來控制半導(dǎo)體開關(guān)裝置110的開關(guān)狀態(tài)。在本實施例中，“允許”對應(yīng)于斷開第一轉(zhuǎn)換開關(guān)142a和第二轉(zhuǎn)換開關(guān)142b。“不允許”對應(yīng)于導(dǎo)通第一轉(zhuǎn)換開關(guān)142a和第二轉(zhuǎn)換開關(guān)142b。第一轉(zhuǎn)換開關(guān)142a耦合在電源160和運算放大器145的輸出端子之間。在本實施例中，采用P溝道型MOSFET作為第一轉(zhuǎn)換開關(guān)142a。第一轉(zhuǎn)換開關(guān)142a的源極耦合到電源160，第一轉(zhuǎn)換開關(guān)142a的漏極耦合到運算放大器145的輸出端子。第二轉(zhuǎn)換開關(guān)142b耦合在控制端子111和地之間。在本實施例中，采用N溝道型MOSFET作為第二轉(zhuǎn)換開關(guān)142b。第二轉(zhuǎn)換開關(guān)142b的源極耦合到半導(dǎo)體開關(guān)裝置110的控制端子111，第二轉(zhuǎn)換開關(guān)142b的漏極耦合到地。逆變器142c耦合到第二轉(zhuǎn)換開關(guān)142b的柵極。驅(qū)動信號經(jīng)由逆變器142c輸入到第二轉(zhuǎn)換開關(guān)142b。驅(qū)動信號直接輸入到第一轉(zhuǎn)換開關(guān)142a。輸入到開關(guān)142a和142b之一的信號在輸入到其它開關(guān)時進(jìn)行反轉(zhuǎn)。圖11和圖12僅示出了第二轉(zhuǎn)換開關(guān)142b。在本實施例中，例如從外部ECU輸入驅(qū)動信號。在本實施例中，高電平驅(qū)動信號導(dǎo)通半導(dǎo)體開關(guān)裝置110。
參考圖14和圖15，下文描述圖11到圖13所示的半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備的操作。在以下描述中，調(diào)用溫度檢測部分120檢測到的裝置溫度或環(huán)境溫度，簡而言之，即半導(dǎo)體開關(guān)裝置110的溫度。在上述配置中，驅(qū)動部分140根據(jù)半導(dǎo)體開關(guān)裝置110的溫度改變施加到控制端子111的驅(qū)動電流i的大小，同時溫度檢測部分120檢測溫度。具體而言，升高半導(dǎo)體開關(guān)裝置110的溫度増大了驅(qū)動電流i。原因如下。在低溫下容易發(fā)生浪涌，驅(qū)動電流i減小以抑制浪涌的發(fā)生和變化。在高溫下幾乎不發(fā)生浪涌，驅(qū)動電流i増大，以提高開關(guān)速度。在圖14中，“ Tl”表示上述溫度閾值。如果半導(dǎo)體開關(guān)裝置110的溫度超過溫度閾值Tl，逐步増大驅(qū)動電流i。如果溫度低于或等于溫度閾值Tl，驅(qū)動電流i的大小對應(yīng)于恒流源147的第二電流值。如果溫度高于或等于溫度閾值Tl，驅(qū)動電流i的大小對應(yīng)于恒流源147的第一電流值。將描述圖15中所示的時序圖。在時間點X10，供應(yīng)給驅(qū)動部分140的驅(qū)動信號從低電平變?yōu)楦唠娖剑詳嚅_第一轉(zhuǎn)換開關(guān)142a和第二轉(zhuǎn)換開關(guān)142b。運算放大器145驅(qū)動開關(guān)裝置146。驅(qū)動電流i流向半導(dǎo)體開關(guān)裝置110的控制端子111?？勺兒懔麟娐?41反饋控制流向第一電阻器143的電流大小，使得對應(yīng)于第一電阻器143的另一端的第一電壓等于對應(yīng)于第二電阻器144的另一端的第二電壓。在可變恒流電路141中的運算放大器145的輸入端子處維持相同的電勢。具體而言，運算放大器145控制開關(guān)裝置146，使得對應(yīng)于第一電阻器143的另一端的第一電壓(VB-iXRl)等于對應(yīng)于第二電阻器144的另一端的第二電壓(VB-IaXR2)。將流向第一電阻器143的驅(qū)動電流i表示為i = (IaXR2)/Rl。施加流向第一電阻器143的基準(zhǔn)電流Ia作為通往半導(dǎo)體開關(guān)裝置110的控制端子111的恒定驅(qū)動電流i。換言之，由于表達(dá)為i =(laX R2)/Rl，與流向第二電阻器144的基準(zhǔn)電流Ia的大小成比例的電流在第一電阻器143中向控制端子111流動。換言之，運算放大器145比較施加到控制端子111的驅(qū)動電流i和基準(zhǔn)電流la。運算放大器145通過改變與基準(zhǔn)電流Ia對應(yīng)的輸出來改變施加到控制端子111的驅(qū)動電流i，基準(zhǔn)電流Ia隨著電流控制信號變化。在時間點X10,溫度信息Va低于溫度閾值Tl。信號發(fā)生部分130的比較器131a輸出低電平比較信號S。與門電路131c還輸出低電平電流控制信號。斷開恒流源147的開關(guān)14%。因此，第二電阻器144僅允許小于第一電流值的第二電流值的電流。這個電流作為基準(zhǔn)電流Ia流向第一恒流源148。在時間點XII，溫度信息Va超過溫度閾值Tl。信號發(fā)生部分130的比較器131a輸出高電平比較信號S。與門電路131c還輸出高電平電流控制信號。導(dǎo)通恒流源147的開關(guān)149b。因此，第一電流值的電流作為基準(zhǔn)電流Ia流入第二電阻器144，基準(zhǔn)電流Ia對應(yīng)于流向第二恒流源149a的電流和流向第一恒流源148的電流之和。在第一電阻器143中，流動著與第一電流值成比例的電流。結(jié)果，驅(qū)動電流i在時間點Xll増大，如圖15中所示。通過這種方式，驅(qū)動部分140基于來自比較器131a的比較結(jié)果改變施加到控制端子111的驅(qū)動電流。驅(qū)動電流i可以在高溫下増大，幾乎不會導(dǎo)致浪涌。半導(dǎo)體開關(guān)裝置110能夠提聞轉(zhuǎn)換速率，由此提聞開關(guān)速度。 在后繼的時間點X12，輸入到驅(qū)動部分140的驅(qū)動信號從高電平變?yōu)榈碗娖?。斷開半導(dǎo)體開關(guān)裝置110的指令導(dǎo)通第一轉(zhuǎn)換開關(guān)142a和第二轉(zhuǎn)換開關(guān)142b并且斷開開關(guān)裝置146。經(jīng)由第二轉(zhuǎn)換開關(guān)142b向地釋放控制端子111中存儲的電荷。控制端子111處的柵極電壓變得低于閾值電壓并且斷開半導(dǎo)體開關(guān)裝置110。如上所述，如果在半導(dǎo)體開關(guān)裝置110保持導(dǎo)通的時間內(nèi)半導(dǎo)體開關(guān)裝置110的溫度變高，則驅(qū)動電流i増大。盡管在時序圖中未示出，如果溫度信息Va變得低于溫度閾值Tl,基準(zhǔn)電流Ia減小,驅(qū)動電流i也逐步減小。如上所述，在本實施例中，施加到控制端子111的驅(qū)動電流i根據(jù)半導(dǎo)體開關(guān)裝置110的溫度變化?？梢詼p小驅(qū)動電流以降低低溫下的轉(zhuǎn)換速率，在低溫下更可能導(dǎo)致浪涌。于是，可以限制由于半導(dǎo)體開關(guān)裝置110中的溫度變化導(dǎo)致的浪涌電壓發(fā)生和變化。另ー方面，可以增大驅(qū)動電流以提高高溫下的轉(zhuǎn)換速率，在高溫下較不可能導(dǎo)致浪涌。因此，半導(dǎo)體開關(guān)裝置110的開關(guān)速度増大。結(jié)果，可以減少開關(guān)損耗。于是，可以限制由于半導(dǎo)體 開關(guān)裝置110中的溫度變化導(dǎo)致的浪涌電壓發(fā)生和變化并且可以減少開關(guān)損耗。在本實施例中，比較器131a能夠用作溫度比較部分，恒流源147能夠用作電流源，運算放大器145能夠用作電流比較部分，第一轉(zhuǎn)換開關(guān)142a、第二轉(zhuǎn)換開關(guān)142b和逆變器142c能夠用作控制部分。(第九實施例)將描述根據(jù)本公開第九實施例的半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備。根據(jù)本實施例的半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備調(diào)節(jié)第二電阻器144的電阻值，由此調(diào)節(jié)施加到半導(dǎo)體開關(guān)裝置110的控制端子111的驅(qū)動電流i的量。如圖16所示，為可變恒流電路141提供第二電阻器144，第二電阻器144包括彼此串聯(lián)耦合的電阻器144a (圖16中的R21)和電阻器144b (圖16中的R22)。電阻器144b的一端耦合到電源160，電阻器144b的另一端耦合到電阻器144a的一端。電阻器144a的另一端耦合到運算放大器145的非反相輸入端子(+)。第二電阻器144的電阻器144b與開關(guān)14%并聯(lián)耦合，根據(jù)從信號發(fā)生部分130輸出的電流控制信號導(dǎo)通或斷開開關(guān)14%。在導(dǎo)通開關(guān)14%時，第二電阻器144的電阻值變?yōu)殡娮杵?44a的電阻值。在斷開開關(guān)14%時，第二電阻器144的電阻值變?yōu)殡娮杵?44a和144b的電阻值之和。信號發(fā)生部分130的配置類似于第八實施例中所述信號發(fā)生部分130的配置。不過，在本實施例中，低電平電流控制信號導(dǎo)通開關(guān)14%，高電平電流控制信號斷開開關(guān)149b ο驅(qū)動部分140包括供應(yīng)預(yù)定基準(zhǔn)電流Ia的恒流源147。根據(jù)本實施例的運算放大器145比較施加到控制端子111的驅(qū)動電流i和基準(zhǔn)電流Ia或輸出這些電流之間的差異。第二電阻器144的電阻值根據(jù)電流控制信號變化，以改變運算放大器145的輸出，施加到控制端子111的驅(qū)動電流相應(yīng)地變化。亦即，為運算放大器145供應(yīng)與第一電阻器143的另一端對應(yīng)的第一電壓和與第二電阻器144的另一端或電阻器144a的另一端對應(yīng)的第二電壓。此外，運算放大器145驅(qū)動開關(guān)裝置146，使得第一電壓等于第二電壓。如果信號發(fā)生部分130判定溫度信息Va低于溫度閾值Tl，低電平電流控制信號導(dǎo)通開關(guān)149b。結(jié)果，基準(zhǔn)電流Ia僅流向電阻器144a。在電阻器144a具有電阻值R21吋，如上所述，將流向第一電阻器143的驅(qū)動電流i表示為i= (IaXR21)/Rl。在第一電阻器143a中，流動著與電阻器144a的電阻值R21成比例的電流。另ー方面，如果信號發(fā)生部分130判定溫度信息Va超過溫度閾值Tl，高電平電流控制信號斷開開關(guān)149b。結(jié)果，基準(zhǔn)電流Ia流向電阻器144a和144b兩者。在電阻器144b具有電阻值R22吋，如上所述，將流向第一電阻器143的驅(qū)動電流i表示為i =(IaX (R21+R22))/R1。在第一電阻器143中，流動著與電阻器144a的電阻值R21和電阻器144b的電阻值R22之和成比例的電流。根據(jù)電流控制信號，亦即，在斷開開關(guān)14%吋，驅(qū)動部分140増大基準(zhǔn)電流Ia流向的第二電阻器144的電阻值。因此，驅(qū)動部分140改變運算放大器145的輸出并且能夠増大施加到控制端子111的驅(qū)動電流i。如上所述，調(diào)節(jié)第二電阻器144的電阻值能夠增大或減小施加到半導(dǎo)體開關(guān)裝置110的控制端子111的驅(qū)動電流i。 在本實施例中，第二電阻器144能夠用作可變電阻器，運算放大器145能夠用作輸出部分。(第十實施例)將描述根據(jù)本公開第十實施例的半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備。根據(jù)本實施例的半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備改變第一電阻器143的電阻值以改變驅(qū)動電流i。如圖17所示，為可變恒流電路141提供第一電阻器143，第一電阻器143包括彼此串聯(lián)耦合的電阻器143a(圖17中的Rll)和電阻器143b (圖17中的R12)。電阻器143b的一端耦合到電源160，電阻器143b的另一端耦合到電阻器143a的一端。電阻器143a的另一端耦合到開關(guān)裝置146。在第一電阻器143中，電阻器143b與開關(guān)149b并聯(lián)稱合,根據(jù)從信號發(fā)生部分130輸出的電流控制信號導(dǎo)通或斷開開關(guān)149b。在導(dǎo)通開關(guān)149b時,第一電阻器143的電阻值變?yōu)殡娮杵?43a的電阻值。在斷開開關(guān)14%時，第一電阻器143的電阻值變?yōu)殡娮杵?43a和143b的電阻值之和。在本實施例中，低電平電流控制信號導(dǎo)通開關(guān)149b，高電平電流控制信號斷開開關(guān)149b。信號發(fā)生部分130的配置類似于第八實施例中所述信號發(fā)生部分130的配置。類似于第九實施例，驅(qū)動部分140包括供應(yīng)預(yù)定基準(zhǔn)電流Ia的恒流源147。在實施例中，如果信號發(fā)生部分130判定溫度信息Va低于溫度閾值Tl，則低電平電流控制信號斷開開關(guān)14%。結(jié)果，所述電阻器143a和電阻器143b兩者都配置第一電阻器143。在電阻器143a具有電阻值Rll并且電阻器143b具有電阻值12的時候，將流向第一電阻器143的驅(qū)動電流i表示為i = (IaX (R2) V(R11+R12))。在第一電阻器143中，流動著與電阻器143a的電阻值Rll和電阻器144b的電阻值R12之和成反比的驅(qū)動電流i。驅(qū)動電流i小，因為分母很大。另ー方面，如果信號發(fā)生部分130判定溫度信息Va超過溫度閾值Tl，則高電平電流控制信號導(dǎo)通開關(guān)149b。結(jié)果，僅電阻器143a配置第一電阻器143。將流向第一電阻器143的驅(qū)動電流i表示為i = (IaXR2)/Rl。在第一電阻器143中，流動著與電阻器143a的電阻值Rll成比例的電流。驅(qū)動電流i大，因為分母很小。如上所述，驅(qū)動部分140能夠通過根據(jù)電流控制信號改變第一電阻器143的電阻值來改變施加到控制端子111的驅(qū)動電流i的大小。
在本實施例中，第一電阻器143能夠用作可變電阻器。(第^^一實施例)將描述根據(jù)本公開第十一實施例的半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備。根據(jù)本實施例的半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備基于多個溫度閾值以逐步的方式改變驅(qū)動電流i。如圖18中所示，信號發(fā)生部分130包括三個比較器131a到133a，基準(zhǔn)電壓源131b到133b以及與比較器131a到133a對應(yīng)的與門電路131c到133c。為基準(zhǔn)電壓源131b提供基準(zhǔn)電壓作為溫度閾值Tl。為基準(zhǔn)電壓源132b提供基準(zhǔn)電壓作為溫度閾值T2。為基準(zhǔn)電壓源133b提供基準(zhǔn)電壓作為溫度閾值T3。在本實施例中，溫度閾值T1-T3滿足關(guān)系Tl< T2 < T3。與門電路131c到133c的每ー個輸出電流控制信號。驅(qū)動部分140中的恒流源147包括與與門電路131c到133c對應(yīng)的第二到第四恒流源149a到151a。開關(guān)149b到151b耦合到恒流源149a到151a。恒流源149a到151a 可以有或沒有相同的電流能力。圖19示出了半導(dǎo)體開關(guān)裝置的溫度和驅(qū)動電流i之間的關(guān)系。如果溫度信息Va低于溫度閾值Tl，所有開關(guān)149b到151b都斷開。僅將來自第二恒流源149a的電流用作基準(zhǔn)電流la。因此，基于i = (IaXR2)/Rl流動著驅(qū)動電流i。如果溫度信息Va超過溫度閾值Tl，來自比較器131a和與門電路131c的輸出變高。高電平電流控制信號導(dǎo)通開關(guān)149b。結(jié)果，來自第二恒流源149a的電流和來自第一恒流源148的電流之和變?yōu)榛鶞?zhǔn)電流la。將基準(zhǔn)電流Ia增加來自第一恒流源148的電流。于是，驅(qū)動電流i也與基準(zhǔn)電流Ia成比例地増大。如果溫度信息Va超過溫度閾值T2，來自比較器131a和132a和與門電路131c和132c的輸出變高。高電平電流控制信號導(dǎo)通開關(guān)149b和150b。結(jié)果，來自第一恒流源148的電流、來自第二恒流源149a的電流和來自第三恒流源150a的電流之和變?yōu)榛鶞?zhǔn)電流la。將基準(zhǔn)電流Ia增加來自第一恒流源148和來自第三恒流源150a的電流。驅(qū)動電流i也與基準(zhǔn)電流Ia成比例地増大。如果溫度信息Va超過溫度閾值T3，來自比較器131a到133a和與門電路131c和133c的所有輸出變高。高電平電流控制信號導(dǎo)通開關(guān)149b到151b。結(jié)果，來自所有恒流源148和149a到151a的電流之和變?yōu)榛鶞?zhǔn)電流la。驅(qū)動電流i也與基準(zhǔn)電流Ia成比例地増大。在關(guān)于半導(dǎo)體開關(guān)裝置110的溫度或溫度信息Va依次超過溫度閾值時，基準(zhǔn)電流Ia依次増大來自恒流源149a到151a的電流。于是，如圖19所示，逐步増大驅(qū)動電流i。類似地，在半導(dǎo)體開關(guān)裝置110的溫度降低時，溫度信息Va按照T3、T3和Tl的順序減小，驅(qū)動電流i也逐步減小。如上所述，可以定義溫度信息Va的多個溫度閾值以逐步改變驅(qū)動電流I。已經(jīng)描述了改變恒流源147的電流量的配置。此外，可以在第九和第十實施例所述的改變電阻值的配置中為溫度信息Va定義多個溫度閾值。在這種情況下，逐步改變電阻值以逐步改變驅(qū)動電流i。在這種情況下，利用多個電阻器串聯(lián)耦合第一電阻器143和第二電阻器144，依次導(dǎo)通或斷開與電阻器并聯(lián)耦合的開關(guān)。(第十二實施例)將描述根據(jù)本公開第十二實施例的半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備。根據(jù)本實施例的半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備連續(xù)改變驅(qū)動電流i。如圖20所示，根據(jù)本實施例的信號發(fā)生部分130包括晶體管134、電阻器135和差分放大器136。晶體管134是PNP型雙極性晶體管。發(fā)射極耦合到驅(qū)動部分140中第二電阻器144的另一端。集電極耦合到電阻器135。晶體管134的基極耦合到差分放大器136的輸出端子。電阻器135耦合在晶體管134和地之間。差分放大器136如下驅(qū)動晶體管134。在非反相輸入端子(+)處，為差分放大器136供應(yīng)溫度信息Va作為從溫度檢測部分120輸出的基準(zhǔn)電壓。在反相輸入端子(_)處，為差分放大器136供應(yīng)發(fā)射極側(cè)的電壓并且輸出輸入之間的差分放大。在根據(jù)本實施例的信號發(fā)生部分130中，晶體管134的發(fā)射極側(cè)的電壓對應(yīng)于電流控制信號。換言之，信號發(fā)生部分130被供應(yīng)來自溫度檢測部分120的檢測結(jié)果并輸出電流控制信號，基于間接結(jié)果連續(xù)改變大小。 根據(jù)本實施例的驅(qū)動部分140不包括恒流源147，例如，根據(jù)第八實施例，恒流源147包括在圖13所示的驅(qū)動部分140中。信號發(fā)生部分130耦合到第二電阻器144和運算放大器145。根據(jù)本實施例的半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備連續(xù)改變溫度信息Va，由此連續(xù)改變差分放大器136的輸出?；鶞?zhǔn)電流Ia根據(jù)溫度信息Va連續(xù)變化。驅(qū)動電流i= (IaXR2)/Rl的值Ia連續(xù)改變。驅(qū)動電流i也連續(xù)變化。具體而言，増加溫度信息Va也増加了來自差分放大器136的輸出?；鶞?zhǔn)電流Ia相應(yīng)地増大。如圖21所示，半導(dǎo)體開關(guān)裝置110的溫度和驅(qū)動電流i具有成比例的關(guān)系。升高半導(dǎo)體開關(guān)裝置110的溫度以預(yù)定梯度増大了驅(qū)動電流i。根據(jù)本實施例，將來自溫度檢測部分120的溫度信息Va用作基準(zhǔn)電壓。晶體管134的柵極從差分放大器136接收輸出。晶體管134的源極向差分放大器136饋送回輸入?；鶞?zhǔn)電流Ia連續(xù)變化。驅(qū)動部分140能夠基于大小連續(xù)變化的電流控制信號連續(xù)改變供應(yīng)給控制端子111的驅(qū)動電流i。可以對驅(qū)動電流i進(jìn)行精細(xì)調(diào)諧。在本實施例中，差分放大器136能夠用作輸出部分。(第十三實施例)將描述根據(jù)本公開第十三實施例的半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備。第一到第十二實施例使用溫度敏感裝置作為溫度檢測部分120。根據(jù)本實施例的半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備使用冷卻結(jié)構(gòu)。諸如半導(dǎo)體開關(guān)裝置110的散熱開關(guān)裝置利用冷卻結(jié)構(gòu)散熱，從而限制半導(dǎo)體開關(guān)裝置Iio過熱。如圖22中所示，根據(jù)本實施例的半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備包括冷卻結(jié)構(gòu)121。為冷卻結(jié)構(gòu)121提供溫度傳感器(未示出)?？梢詫囟葌鞲衅鬏敵龅奶綔y信號用作溫度信息Va。溫度傳感器檢測冷卻結(jié)構(gòu)121的溫度以檢測半導(dǎo)體開關(guān)裝置110的溫度?？梢葬槍λ浠驓饫鋪碓O(shè)計冷卻結(jié)構(gòu)121。對于水冷，溫度傳感器僅需要檢測水溫。對于氣冷，溫度傳感器僅需要檢測空氣溫度。亦即，溫度傳感器僅需要檢測冷卻介質(zhì)的溫度。半導(dǎo)體開關(guān)裝置110能夠使用冷卻結(jié)構(gòu)121以及溫度敏感裝置進(jìn)行溫度檢測。
在本實施例中，冷卻結(jié)構(gòu)121能夠用作溫度檢測部分。根據(jù)第八到第十三實施例的半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備具有溫度敏感裝置或冷卻結(jié)構(gòu)121作為檢測半導(dǎo)體開關(guān)裝置110溫度的范例。也可以使用諸如熱敏電阻器的電阻器。在上述實施例中，第一轉(zhuǎn)換開關(guān)142a和第二轉(zhuǎn)換開關(guān)142b例如包括在驅(qū)動部分140中。可以彼此不同地配置驅(qū)動部分140、第一轉(zhuǎn)換開關(guān)142a和第二轉(zhuǎn)換開關(guān)142b?？梢赃m當(dāng)?shù)囟x在信號的哪個電平(例如低或高電平)導(dǎo)通或斷開上述實施 例中描述的開關(guān)。也可以適當(dāng)?shù)囟x信號電平的含義。
權(quán)利要求
1.ー種負(fù)載驅(qū)動設(shè)備,包括 開關(guān)裝置(I)，所述開關(guān)裝置(I)控制負(fù)載的電流供應(yīng)的開關(guān)狀態(tài)； 柵極驅(qū)動電路(2)，所述柵極驅(qū)動電路(2)通過控制所述開關(guān)裝置(I)的柵極電壓來導(dǎo)通所述開關(guān)裝置(I)并且向所述負(fù)載供應(yīng)電流，使得所述開關(guān)裝置(I)工作在所述開關(guān)裝置(I)處于不飽和區(qū)域中的完全導(dǎo)通狀態(tài)； 箝位電路(3)，所述箝位電路(3)將所述開關(guān)裝置(I)的所述柵極電壓鉗位到箝位電壓，所述箝位電壓低于完全導(dǎo)通狀態(tài)下的所述柵極電壓并且高于鏡像電壓； 溫度檢測電路(4)，所述溫度檢測電路(4)檢測所述開關(guān)裝置(I)的溫度；以及算木裝置(5)，所述算術(shù)裝置(5)基于所述溫度檢測電路(4)檢測的溫度來計算與所述鏡像電壓的變化相對應(yīng)的電壓并且控制所述箝位電路(3)的所述箝位電壓，從而使所述箝位電壓等于所計算的電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備，其中 所述開關(guān)裝置(I)包括溫度敏感ニ極管(Ia)，并且 所述溫度檢測電路(4)利用來自所述溫度敏感ニ極管(Ia)的輸出信號作為溫度信息來檢測所述開關(guān)裝置(I)的溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備，還包括 冷卻器出)，所述冷卻器(6)冷卻所述開關(guān)裝置(I)并且包括溫度傳感器(6a)，其中所述溫度傳感器^a)檢測在所述冷卻器出)中流動的冷卻介質(zhì)的溫度，并且所述溫度檢測電路(4)利用來自所述溫度傳感器^a)的檢測信號作為溫度信息來檢測所述開關(guān)裝置(I)的溫度。
4.ー種負(fù)載驅(qū)動設(shè)備,包括 開關(guān)裝置(I)，所述開關(guān)裝置(I)控制負(fù)載的電流供應(yīng)的開關(guān)狀態(tài)； 柵極驅(qū)動電路(2)，所述柵極驅(qū)動電路(2)通過控制所述開關(guān)裝置(I)的柵極電壓來導(dǎo)通所述開關(guān)裝置(I)并且向所述負(fù)載供應(yīng)電流，使得所述開關(guān)裝置(I)工作在所述開關(guān)裝置(I)處于不飽和區(qū)域中的完全導(dǎo)通狀態(tài)； 箝位電路(3)，所述箝位電路(3)將所述開關(guān)裝置(I)的所述柵極電壓鉗位到箝位電壓，所述箝位電壓低于完全導(dǎo)通狀態(tài)下的所述柵極電壓并且高于鏡像電壓； 電流檢測電路(7)，所述電流檢測電路(7)檢測從所述開關(guān)裝置⑴向所述負(fù)載供應(yīng)的輸出電流；以及 算木裝置(5)，所述算術(shù)裝置(5)基于從所述開關(guān)裝置(I)供應(yīng)并且由所述電流檢測電路(7)檢測的輸出電流來計算與所述鏡像電壓的變化相對應(yīng)的電壓，并且控制所述箝位電路(3)的所述箝位電壓，從而使所述箝位電壓等于所計算的電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備，其中 所述開關(guān)裝置(I)包括感測端子，并且 所述電流檢測電路(7)利用流經(jīng)所述感測端子的感測電流作為電流信息來檢測來自所述開關(guān)裝置(I)的輸出電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的負(fù)載驅(qū)動設(shè)備，還包括 電流檢測部分(9)，所述電流檢測部分(9)根據(jù)所述開關(guān)裝置⑴的所述輸出電流來產(chǎn)生輸出信號，其中所述電流檢測電路(7)利用來自所述電流檢測部分(9)的所述輸出信號作為電流信息來檢測來自所述開關(guān)裝置(I)的所述輸出電流。
7.—種負(fù)載驅(qū)動設(shè)備,包括 開關(guān)裝置(I)，所述開關(guān)裝置(I)控制負(fù)載的電流供應(yīng)的開關(guān)狀態(tài)， 柵極驅(qū)動電路(2)，所述柵極驅(qū)動電路(2)通過控制所述開關(guān)裝置(I)的柵極電壓來導(dǎo)通所述開關(guān)裝置(I)并且向所述負(fù)載供應(yīng)電流，使得所述開關(guān)裝置(I)工作在所述開關(guān)裝置(I)處于不飽和區(qū)域中的完全導(dǎo)通狀態(tài)； 箝位電路(3)，所述箝位電路(3)將所述開關(guān)裝置(I)的所述柵極電壓鉗位到箝位電壓，所述箝位電壓低于完全導(dǎo)通狀態(tài)下的所述柵極電壓并且高于鏡像電壓； 鏡像電壓檢測電路(10)，所述鏡像電壓檢測電路(10)通過檢測施加到所述負(fù)載的所述開關(guān)裝置(I)的所述柵極電壓來檢測鏡像電壓；以及 算木裝置(5)，所述算術(shù)裝置(5)基于所述鏡像電壓檢測電路(10)檢測的鏡像電壓來計算與所述鏡像電壓的變化相對應(yīng)的電壓，并且控制所述箝位電路(3)中的所述箝位電壓，從而使所述箝位電壓等于所計算的電壓。
8.—種負(fù)載驅(qū)動設(shè)備,包括 開關(guān)裝置(I)，所述開關(guān)裝置(I)包括第一電極和第二電極，在控制柵極電壓時，所述開關(guān)裝置(I)控制負(fù)載的電流供應(yīng)線的開關(guān)狀態(tài)，所述第一電極耦合到所述電流供應(yīng)線的電源側(cè)，所述第二電極耦合到所述電流供應(yīng)線的基準(zhǔn)點側(cè)； 柵極驅(qū)動電路(2)，所述柵極驅(qū)動電路(2)通過控制所述開關(guān)裝置(I)的所述柵極電壓來導(dǎo)通所述開關(guān)裝置(I)并且向所述負(fù)載供應(yīng)電流，使得所述開關(guān)裝置(I)工作在所述開關(guān)裝置(I)處于不飽和區(qū)域中的完全導(dǎo)通狀態(tài)； 箝位電路(3)，所述箝位電路(3)將所述開關(guān)裝置(I)的所述柵極電壓鉗位到箝位電壓，所述箝位電壓低于完全導(dǎo)通狀態(tài)下的所述柵極電壓并且高于鏡像電壓； 開關(guān)(12)，所述開關(guān)(12)在所述開關(guān)裝置(I)的柵極和集電極之間造成短路；恒流源(11)，所述恒流源(11)產(chǎn)生恒定電流以便以恒定電流驅(qū)動所述開關(guān)裝置(I)；電壓檢測電路(13)，所述電壓檢測電路(13)利用所述開關(guān)(12)在所述開關(guān)裝置(I)的所述柵極和所述集電極之間造成短路，以所述恒流源(11)產(chǎn)生的所述恒定電流來驅(qū)動所述開關(guān)裝置(1)，并且檢測所述開關(guān)裝置(I)的所述第二電極和所述柵極之間的電壓；以及 算木裝置(5)，所述算術(shù)裝置(5)基于所述電壓檢測電路(13)檢測的所述柵極和所述第二電極之間的電壓來學(xué)習(xí)柵極閾值電壓變化和電流放大系數(shù)變化中的至少ー個，基于學(xué)習(xí)結(jié)果來計算與所述鏡像電壓變化相對應(yīng)的電壓并且控制所述箝位電路(3)中的所述箝位電壓，從而使所述箝位電壓等于所計算的電壓。
9.一種半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備，包括 半導(dǎo)體開關(guān)裝置(110)，所述半導(dǎo)體開關(guān)裝置(110)包括控制端子(111); 驅(qū)動部分(140)，所述驅(qū)動部分(140)向所述半導(dǎo)體開關(guān)裝置(110)的所述控制端子(111)供應(yīng)驅(qū)動電流，配置所述驅(qū)動部分(140)，使得通過增加所述驅(qū)動電流的大小來縮短所述半導(dǎo)體開關(guān)裝置(110)導(dǎo)通之前所過去的導(dǎo)通時間； 控制部分(142a，142b，142c)，所述控制部分(142a，142b，142c)通過允許或不允許從所述驅(qū)動部分(140)向所述控制端子(111)供應(yīng)所述驅(qū)動電流來控制所述半導(dǎo)體開關(guān)裝置(110)的開關(guān)狀態(tài)；以及 溫度檢測部分(120，121)，所述溫度檢測部分(120，121)檢測所述半導(dǎo)體開關(guān)裝置(110)的裝置溫度和所述半導(dǎo)體開關(guān)裝置(110)的環(huán)境溫度之一， 其中所述驅(qū)動部分(140)根據(jù)所述溫度檢測部分(120，121)檢測的所述裝置溫度和所述環(huán)境溫度之一來改變供應(yīng)給所述控制端子(111)的所述驅(qū)動電流的大小。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備，還包括 信號發(fā)生部分(130)，所述信號發(fā)生部分(130)從所述溫度檢測部分(120，121)接收檢測結(jié)果，并且根據(jù)所述檢測結(jié)果輸出電流控制信號，所述電流控制信號用于改變供應(yīng)給所述半導(dǎo)體開關(guān)裝置(110)的所述控制端子(111)的所述驅(qū)動電流的大?。灰约? 可變電阻器(143)，所述可變電阻器(143)耦合在電源(160)和所述控制端子(111)之間， 其中所述驅(qū)動部分(140)向所述控制端子(111)供應(yīng)流向所述可變電阻器(143)的所述驅(qū)動電流，并且通過改變所述可變電阻器(143)的電阻值來改變向所述控制端子(111)供應(yīng)的所述驅(qū)動電流的大小。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備，還包括 信號發(fā)生部分(130)，所述信號發(fā)生部分(130)從所述溫度檢測部分(120，121)接收檢測結(jié)果，并且根據(jù)所述檢測結(jié)果輸出電流控制信號，所述電流控制信號用于改變供應(yīng)給所述半導(dǎo)體開關(guān)裝置(HO)的所述控制端子(111)的所述驅(qū)動電流的大小， 其中所述驅(qū)動部分(140)包括其中流動基準(zhǔn)電流的可變電阻器(144)和輸出部分(145)， 其中所述可變電阻器(144)與電源(160)耦合， 其中所述輸出部分(145)輸出所述基準(zhǔn)電流和供應(yīng)給所述控制端子(111)的所述驅(qū)動電流之間的比較結(jié)果和差異之一， 其中所述驅(qū)動部分(140)通過根據(jù)所述電流控制信號改變所述可變電阻器(144)的電阻值并且改變所述輸出部分(145)的輸出來改變供應(yīng)給所述控制端子(111)的所述驅(qū)動電流的大小。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備，還包括 信號發(fā)生部分(130)，所述信號發(fā)生部分(130)從所述溫度檢測部分(120，121)接收檢測結(jié)果，并且根據(jù)所述檢測結(jié)果輸出電流控制信號，所述電流控制信號用于改變供應(yīng)給所述半導(dǎo)體開關(guān)裝置(HO)的所述控制端子(111)的所述驅(qū)動電流的大小， 其中所述驅(qū)動部分(140)包括電流源(147)和電流比較部分(145)，在所述電流源(147)中流動著可變基準(zhǔn)電流， 其中所述電流比較部分(145)將所述基準(zhǔn)電流與供應(yīng)給所述控制端子(111)的所述驅(qū)動電流進(jìn)行比較，并且 其中所述驅(qū)動部分(140)通過根據(jù)所述電流控制信號改變所述基準(zhǔn)電流并且改變所述輸出部分(145)的輸出來改變供應(yīng)給所述控制端子(111)的所述驅(qū)動電流的大小。
13.根據(jù)權(quán)利要求10-12中的任一項所述的半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備， 其中所述信號發(fā)生部分(130)包括溫度比較部分(131a)，所述溫度比較部分(131a)將所述溫度檢測部分(120，121)的檢測結(jié)果與至少ー個溫度閾值進(jìn)行比較，并且輸出比較結(jié)果7并且 其中所述驅(qū)動部分(140)基于所述溫度比較部分(131a)的所述比較結(jié)果來改變供應(yīng)給所述控制端子(111)的所述驅(qū)動電流。
14.根據(jù)權(quán)利要求10-12中的任一項所述的半導(dǎo)體開關(guān)裝置驅(qū)動設(shè)備， 其中所述信號發(fā)生部分(130)包括輸出部分(136)，所述輸出部分(136)從所述溫度檢測部分(120，121)接收檢測結(jié)果并且輸出大小隨著所述檢測結(jié)果連續(xù)變化的電流控制信號，并且 其中所述驅(qū)動部分(140)基于大小連續(xù)變化的所述電流控制信號連續(xù)地改變供應(yīng)給所述控制端子(111)的所述驅(qū)動電流。
全文摘要
一種負(fù)載驅(qū)動設(shè)備包括開關(guān)裝置(1)、柵極驅(qū)動電路(2)、箝位電路(3)、溫度檢測電路(4)和算術(shù)裝置(5)。所述開關(guān)裝置控制負(fù)載的電流供應(yīng)的開關(guān)狀態(tài)。所述柵極驅(qū)動電路通過控制開關(guān)裝置的柵極電壓來導(dǎo)通開關(guān)裝置，使得開關(guān)裝置工作在完全導(dǎo)通狀態(tài)。所述箝位電路將所述開關(guān)裝置的柵極電壓鉗位到箝位電壓，所述箝位電壓低于完全導(dǎo)通狀態(tài)下的柵極電壓并且高于鏡像電壓。所述溫度檢測電路檢測開關(guān)裝置的溫度。所述算術(shù)裝置基于檢測的溫度計算與所述鏡像電壓的變化對應(yīng)的電壓并且控制所述箝位電路中的箝位電壓，從而使所述箝位電壓等于所計算的電壓。
文檔編號H03K17/08GK102694531SQ201210080800
公開日2012年9月26日 申請日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月24日
發(fā)明者三浦亮太郎, 千田康隆, 尾勢朋久, 山本憲司, 濱中義行 申請人:株式會社電裝